基于均勻圓陣的二維測(cè)向算法研究.pdf

1、無(wú)線電的誕生,使得無(wú)線電測(cè)向技術(shù)得到迅速發(fā)展,各種測(cè)向技術(shù)不斷地被人們提出。其中,二維測(cè)向技術(shù)能夠同時(shí)提供目標(biāo)的方位角、俯仰角信息,在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。均勻圓陣由于在全方位上具有相同的測(cè)向精度與測(cè)向分辨力,因而被二維測(cè)向系統(tǒng)廣泛采用。本文針對(duì)基于均勻圓陣的二維測(cè)向技術(shù)進(jìn)行了研究,主要包括干涉儀測(cè)向技術(shù)與空間譜估計(jì)技術(shù)兩個(gè)方面。
　　首先,介紹了測(cè)向系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu),給出了基于均勻圓陣的陣列信號(hào)接收模型。在此基礎(chǔ)上,介紹了相位

2、干涉儀測(cè)向技術(shù)的基本原理,分析了影響其測(cè)向精度的因素。針對(duì)相位干涉儀中存在測(cè)向精度與無(wú)模糊測(cè)向?qū)μ炀€尺寸要求不一致的矛盾,介紹了幾種常見(jiàn)的解模糊方法。其中,相關(guān)干涉儀通過(guò)引入相關(guān)匹配運(yùn)算可以避免測(cè)向模糊問(wèn)題,且可以弱化互耦、幅相不一致、噪聲等非理想因素的不利影響,能夠獲得較高的測(cè)向精度。但是標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)干涉儀應(yīng)用于二維測(cè)向時(shí)存在計(jì)算復(fù)雜度大的問(wèn)題,難以滿(mǎn)足寬帶多信道測(cè)向的實(shí)時(shí)性要求。
　　其次,針對(duì)二維測(cè)向應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)干涉儀計(jì)算量大

3、的問(wèn)題,給出了基于維度拆分思想的改進(jìn)方法。改進(jìn)方法利用相關(guān)系數(shù)對(duì)俯仰角不敏感的特性,將相關(guān)匹配過(guò)程中的二維搜索轉(zhuǎn)化為兩次一維搜索,大大地減少了相關(guān)匹配次數(shù),且不會(huì)帶來(lái)測(cè)向精度的損失。針對(duì)改進(jìn)方法在高頻段可能存在的測(cè)向模糊問(wèn)題,進(jìn)一步提出了一種基于相位差增量的維度拆分算法。該算法通過(guò)相位差增量構(gòu)建一小尺寸虛擬陣列,在虛擬陣列上實(shí)施維度拆分算法以獲得入射信號(hào)方向的初步估計(jì)值?？紤]到虛擬變換可能引起的測(cè)向精度損失,再次將原始陣列的相位差同已獲

4、得的方向初測(cè)值附近的樣本進(jìn)行相關(guān)匹配運(yùn)算,以獲得更精確的方向估計(jì)。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了改進(jìn)算法的有效性與高效性。
　　最后,對(duì)基于空間譜估計(jì)的超分辨測(cè)向技術(shù)進(jìn)行了研究,以解決干涉儀測(cè)向技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)同一頻率下的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。本文主要以具有代表性的經(jīng)典MUSIC算法為例,對(duì)空間譜估計(jì)測(cè)向技術(shù)的基本思想進(jìn)行了介紹,分析了其測(cè)向分辨力的影響因素;對(duì)與子空間類(lèi)譜估計(jì)算法密切相關(guān)的信源數(shù)估計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究,比較分析了不同信源數(shù)估計(jì)